江蘇脫水蔬菜加工基地選購80噸循環流化床鍋爐

項目情況

江蘇省興化市是全國聞名的脫水蔬菜加工基地，脫水蔬菜重要的加工工序是蒸汽烘干。原來的蒸汽供應是分散供汽，每家企業都有自建鍋爐，為容量2~4t/h的鏈條爐，燃料采用煤和稻殼。這些鍋爐的運行效率低且幾乎沒有任何煙氣污染物處理措施，對周圍環境造成嚴重污染。為解決上述問題，園區決定采用清潔、高效的集中供熱技術替換分散的小鍋爐進行供熱。

園區集中供熱技術的選擇要符合當地燃料資源狀況。糧食加工是興化市另一特色產業，主要是以大米加工為主，每年能產生大量的稻殼;同時當地農業發達，秸稈資源也很豐富。生物質的硫含量低、反應活性好，適于燃燒利用，且全生命周期的碳排放量約為零。采用循環流化床生物質燃燒技術可以充分利用當地資源，減少對環境的污染。本項目的最大蒸汽需求量約為80t/h，各企業的用汽參數為0.7~0.8MPa的飽和蒸汽，項目建設2臺45t/h的生物質流化床鍋爐。

圖1 循環流化床工作流程

沿爐內氣體流動方向，爐膛依次分為主燃室、副燃室和燃盡室：燃料由主燃室下部加入，與通過風室進入的空氣發生反應，高溫煙氣攜帶主燃室內的物料進入副燃室，在副燃室與燃盡室的拐角處，煙氣中部分大顆粒物料由于慣性分離下來，通過一級返料裝置回送到主燃室，形成第1級物料循環;從副燃室出來的煙氣在燃盡室放熱、降溫后進入出口旋風分離器，對煙氣中的顆粒物進行分離，分離下來的固體物料由二級返料裝置返回主燃室，形成第2級物料循環。

循環流化床獨特的結構形式使其特別適用于生物質的燃燒：一方面生物質的揮發分高、在爐內停留時間短，容易導致中小型工業鍋爐燃燒不完全，而循環流化床采用了三級爐膛，大大增加了反應行程，使得燃燒更充分;另一方面，爐內煙氣熱量經過三級爐膛的吸收，在燃盡室出口溫度已經降低到500℃左右，避開了生物質灰的高溫黏結區間，可以有效防止鍋爐尾部受熱面積灰。

鍋爐結構

項目在充分考慮園區供熱條件的情況下，建設了2臺45t/h的循環流化床生物質鍋爐。鍋爐主體部分由主燃室、副燃室、燃盡室、旋風分離器、省煤器、空氣預熱器(以下簡稱空預器)組成，如圖2所示。三級爐膛采用全膜式壁結構，能有效減小散熱損失。本項目設計燃料為稻殼，稻殼灰中硅含量較高，會使得運作中爐內磨損嚴重，所以在主燃室密相區、主燃室與副燃室結合部位敷設防磨內襯。

給料系統設置在鍋爐前側，采用皮帶輸送將燃料運輸到爐前料倉，再由螺旋給料機從主燃室下部送入爐膛。生物質燃料的灰分含量少，所以本項目在主燃室側面還設有床料給料裝置用于補充爐內床料，保證床壓穩定。

運行情況

項目投運后，經第三方檢測CFB效率達到89%，污染物排放煙塵、SO2和NOx質量濃度分別為9.66，16.00，115.00mg/m3，遠低于設計要求和國標中燃氣鍋爐的排放標準，即使在鍋爐最小負荷(約10t/h)下，鍋爐仍能穩定、達標運行。本項目安裝有煙氣在線監測系統，根據測數據顯示，鍋爐負荷變化時，污染物排放能穩定達標，其中NOx的排放受主爐膛溫度和煙氣氧含量變化的影響，運行過程中通過合理配風，降低爐膛溫度和出口煙氣氧含量可以有效地控制NOx的排放。

本項目的設計燃料為稻殼，但是在運行過程中，由于稻殼的價格波動，實際使用燃料還包括木片、樹皮、樹枝等，將這些燃料破碎到10cm以下，可實現與稻殼的任意比例混燒，大大降低了項目的運行成本。

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